孫誠

揚農集團研究院

建立“市場導向型”的研發體系，服務于公司創新驅動發展戰略

環氧氯丙烷（ECH）是重要的有機化工原料和石油化工的重要中間體，目前90%的用途是合成國民經濟各個領域都大量需求的環氧樹脂。現有的環氧氯丙烷生產工藝污染大、成本高，揚農集團十年磨一劍，開發出“又干凈又高效”的雙氧水法代替傳統工藝，得以進一步鞏固行業領先地位。

基于市場需求

從十幾年前開始，環氧氯丙烷就是揚農的重點產品。2006年，揚農集團建成世界首套3萬噸/年環氧氯丙烷清潔生產裝置，目前產能已達12萬噸/年，國內市場份額排名第三。2018年該產品實現銷售收入11.86億元，利潤1.33億元，是揚農集團重要的利潤增長點。

近年來，環氧樹脂應用開發的日新月異，促進了中國乃至世界環氧氯丙烷的快速發展。環氧樹脂具有優良的物理機械性、電絕緣性、與各種材料的粘接性以及使用工藝的靈活性，其制成的涂料、復合材料、澆鑄料、膠粘劑、模壓材料和注射成型材料，在生產生活中得到越來越廣泛的應用。例如，工廠車間、學校實驗室、地下車庫等的環氧地坪，具有防腐、耐磨、防靜電功能，既美觀又實用。因此，環氧氯丙烷的需求量也在不斷擴大。

目前，國內環氧氯丙烷產能約126.5萬噸，受環保督查和競爭影響，行業開工率約為60-70%。2018年，國內環氧氯丙烷需求量約75萬噸，下游應用主要為液體樹脂、固體樹脂、TGIC，三者占總需求的90%以上，未來樹脂需求將穩步增長，預計2022年環氧氯丙烷需求將提升至84萬噸左右。為減少甘油法環氧氯丙烷的市場采購風險，揚農集團亟需新的綠色工藝。

具備三大優勢

十年前，雙氧水法環氧氯丙烷技術就進入了揚農視線。雙氧水法工藝以氯丙烯和雙氧水為原料，在催化劑作用下，一步反應合成環氧氯丙烷。該工藝流程短、原子利用率高、廢水量少且易于處理，符合行業綠色發展要求。十多年來，揚農集團持續關注這項技術在國內外的研究進展，并開展了一系列探索性研究，前后累計投入研發經費超千萬元。

除了雙氧水法生產環氧氯丙烷，現有環氧氯丙烷生產工藝主要有氯醇法和甘油法，其中氯醇法每生產1噸環氧氯丙烷產生約40-50噸含鹽有機廢水，治理難度大且成本高，已被國家發改委《產業結構調整指導目錄（2011年本）》列為限制類工藝。2006年，揚農集團自主開發出環氧氯丙烷合成綠色工藝——甘油法環氧氯丙烷，該工藝廢鹽水量較氯醇法減少95%，工藝清潔性顯著提高，但是其發展受到原料甘油供應量的限制。頁巖氣革命使得化石能源的供應量增加，生物柴油增長率低，副產甘油的供應難以滿足環氧氯丙烷產能不斷擴大的需求。

ECH項目團隊小組討論

相比于其他兩種工藝，雙氧水法本身具有極大的發展價值。另外，揚農發展雙氧水法環氧氯丙烷具有“天時、地利、人和”三重優勢。

一是“天時”。隨著我國化工與環境可持續發展觀念的推進，國家出臺了一系列政策鼓勵開發雙氧水法環氧氯丙烷清潔工藝，同時對高污染的氯醇法生產裝置進行大力整治，迫使氯醇法裝置大規模停產、限產。國內最大的氯醇法環氧氯丙烷生產企業——山東海力，其產能約45萬噸/年，2019年上半年因環保問題而停產，環氧氯丙烷市場供應出現嚴重缺口，市場價格持續上漲。

二是“地利”。揚農集團的新產業基地——連云港徐圩新區，是國家《石化產業規劃布局方案》明確的七大石化基地之一。園區擁有原料丙烯資源，同時揚農集團自身配套雙氧水生產裝置，為雙氧水法環氧氯丙烷工藝的開展打下堅實的物質基礎。

三是“人和”。十多年來，揚農集團研究院先后培養了一批勤勉敬業、吃苦耐勞、勇于擔當、無私奉獻的研發骨干，覆蓋工業催化、有機合成、高分子材料和安全環保等多個研究方向。經過多個項目的產業化調試，積累了豐富的研發及工程轉化經驗，為雙氧水法環氧氯丙烷工藝的開展提供充足的人才保障；同時，研發的硬件設施也得到了大幅改善，分析測試中心配備數套大型高端分析儀器，為研發保駕護航。

形成四條經驗

在“天時、地利、人和”的條件下，揚農集團決定啟動雙氧水法環氧氯丙烷技術的中試研究和產業化進程。研究院高性能材料研究室和工業催化研究室在前期小試研究的基礎上，選定適宜的催化體系，梳理出存在的問題及技術難點，重點圍繞如何降低催化劑的使用成本、提高催化環氧化穩定性、實現催化劑的循環使用以及提高產品質量等方面進行專項研究。

在科研人員共同努力下，通過一系列集成創新，不到半年的時間，工程化研究就取得了重大突破——催化劑使用成本降低70%以上，催化劑穩定性顯著提高，穩定運行2000小時以上等各項技術指標和產品質量均達到行業領先水平。研究團隊在合成工藝路線、催化劑制備與回收、副產資源化利用和產品質量提升等方面進行全方位專利布局，截至目前，雙氧水法環氧氯丙烷項目已申請專利26件。

結果是可喜的，過程是艱辛的。揚農在雙氧水法環氧氯丙烷的研發過程中，也形成了自己的科研模式，收獲了不少經驗：

一是創新體系。揚農集團基于研發戰略管理、研發項目管理、研發成果管理、研發資源管理和科技情報管理5大核心要素，建立“市場導向型”的研發體系，服務于公司創新驅動發展戰略。

二是聯合攻關。長期實踐過程中，揚農集團內部圍繞項目產業化，在現有體制和運用模式下，形成聯合攻關機制，建立由科研開發、工程轉化、生產運營等多部門組成的聯合攻關小組，突破部門壁壘，發揮各自的比較優勢，定期交流進展，討論、梳理難題，縮短成果轉化周期，提升創新成果轉化水平，加速產業化進程。

三是團隊合作。揚農集團實行項目經理負責制，加快工程轉化進程，提高工程建設質量。團隊成員之間協同互助、精誠合作，項目經理發揮帶頭作用，傳授工作經驗，幫助新人快速成長。研發人員與工程設計人員緊密合作，通過不斷修正設計參數，縮短研發與工程設計之間的銜接期，提高團隊工作效率。

四是協同研發。揚農集團與沈陽化工研究院化工安全技術與工程中心緊密合作，對反應過程及后續處理等全流程進行安全風險評估，制定安全風險的控制措施及整體解決方案，整個工藝的安全性得到保障。

揚農集團規劃2020年建設世界首套15萬噸/年雙氧水法環氧氯丙烷生產裝置，它不僅能夠為揚農的高質量發展提供有力支撐，更能提升行業清潔化生產水平。